[实用新型]使用液态金属脉动热管的大功率LED芯片的散热装置

说明书

本实用新型公开了一种使用液态金属脉动热管的大功率LED芯片的散热装置。该散热装置包括用于放置LED芯片的接口、黏合层1、铝基板、黏合层2、液态金属脉动热管、控制单元、温度报警单元；其中，用于放置LED芯片的接口、黏合层1、铝基板、黏合层2和液态金属脉动热管依次连接；在用于放置LED芯片的接口、黏合层1、铝基板、黏合层2和液态金属脉动热管中的每个区域设置有温度传感器，温度传感器与控制单元连接；控制单元与温度报警单元连接。利用本实用新型能够把LED芯片所产生的热量有效地发散出去，从而可以提高LED芯片的可靠性。

技术领域

本实用新型属于LED芯片的热设计领域，特别涉及一种使用液态金属脉动热管的大功率LED芯片的散热装置。

背景技术

LED(Light Emitting Diode)即发光二极管，是一种由外加电压激发电子从而发射光线的电致发光的半导体器件。它的材料组成主要是III、V族化合物，例如磷化嫁、磷砷化嫁等。LED主要是由P型半导体和N型半导体所组成，在P 型半导体和N型半导体之间有一个过渡层即P-N结。由于P型半导体缺少电子因而形成带正电的空穴，而N型半导体内部有多余的电子，这样就形成了一个内部电场，电场方向由P型区指向N型区。在热平衡状态下，N型区有许多迁移率很离的电子，而在P型区则存在很多具有较低迁移率的空穴。在半导体中的电子能够吸收具有一定能量的光子从而被激发。处于激发态的电子向较低的能级跃迁，同时它以光辐射的形式释放能量，从而就产生了发射光子的这种发光现象。

LED发光的颜色由波长决定，这与形成P-N结的材料相关，主要有红、澄、蓝、绿、红外及紫外的LED。白光即可见光LED目前已经广泛应用于大屏幕显示、照明、交通信号灯、汽车照明等行业，例如，车用LED的应用范围包括车内显示面板、车内照明灯与装饰灯、车外的刹车灯和转向灯等。

LED作为一种光源在使用时需要考虑散热的问题，特别是针对大功率的 LED。这是由于LED的工作温度与它的工作寿命息息相关。LED是依靠电子在能带间的跃迁来产生光，而光谱不含红外成分，因此LED产生的热量不能靠辐射发出去。LED的发光效率一般达到10％至20％左右，而80％至90％的能量转变成了热量。LED器件的特性会随着温度的升高而发生明显的变化，温度的升高会导致它的光性能的衰减，这主要体现在所发出光的波长的偏移而导致的光源颜色发生偏移。

对单个LED来说，若热量集中在尺寸很小的芯片内部却不能有效地散出，则会导致芯片温度的升高，热应力分布不均匀，使得芯片的失效率上升。当LED 器件的温度超过一定值时，其失效率将呈指数级攀升，使它的可靠性迅速下降。在LED的照明应用中光效、色温和寿命是非常重要的参数指标，设计合理的散热方式是大功率LED应用的一个关键问题。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有技术的不足和缺陷，提供一种使用液态金属脉动热管的大功率LED芯片的散热装置。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种使用液态金属脉动热管的大功率LED芯片的散热装置，包括用于放置 LED芯片的接口、黏合层1、铝基板、黏合层2、液态金属脉动热管、控制单元、温度报警单元；其中，用于放置LED芯片的接口、黏合层1、铝基板、黏合层 2和液态金属脉动热管依次连接；在用于放置LED芯片的接口、黏合层1、铝基板、黏合层2和液态金属脉动热管中的每个区域设置有温度传感器，温度传感器与控制单元连接；控制单元与温度报警单元连接。

所述的黏合层1用于将LED芯片和铝基板黏合；其材质优选为Liqui-Bond SA导热胶；其厚度优选为0.1～0.2cm。

所述的铝基板用于增大LED芯片的散热面积；其厚度优选为0.2cm以上；更优选为0.2～0.5cm。

所述的黏合层2用于将铝基板和液态金属脉动热管黏合；其材质优选为 Liqui-Bond SA导热胶；其厚度优选为0.1～0.2cm。